檢測技術作業(yè)——氣密性檢測技術

1、目錄：u1.概述氣密性檢測技術u2.氣密性檢測技術u 2.1 常用氣密性檢測技術u 2.2氣密性檢測技術國內外現(xiàn)狀u 2.3氣密性檢測效率改善方法u3.檢測技術概述及總結1.概述氣密性檢測技術 氣體泄漏的檢測包括有毒氣體的泄漏檢測、可燃氣體的泄漏檢測以及氣密性檢測。 前兩者多半可以通過化學傳感器的方法來進行檢測, 通常是在元件或系統(tǒng)使用過程中進行檢測。如果有合適的傳感器, 其方法相對簡單,通常需要定量檢測, 而且要求快速、大量地在生產(chǎn)現(xiàn)場進行。返回目錄2.氣密性檢測技術 2.1常用氣密性檢測技術氣密性檢測的常用方法有氣泡法，涂抹法，化學氣體示蹤檢漏法，壓力變化法，流量法，超聲波法等等。傳統(tǒng)的檢

2、測泄漏方法多采用氣泡法和涂抹法。氣泡法是將工件浸入水中，充入壓縮空氣，然后在一定時間內收集從中泄漏出來的氣泡以測出泄漏量。涂抹法是在內部充有一定氣壓的工件表面涂抹肥皂水一類的易產(chǎn)生氣泡的液體，觀察產(chǎn)生氣泡的情況以檢測泄漏量的大小。返回目錄氣泡法返回目錄這兩種方法操作簡單，能直接觀察到泄漏的部位和泄漏情況，但由于事先不知道工件泄漏的部位和幾處泄漏，難以收集全氣泡，影響測量的準確性；其次，對于體積大、笨重、外表復雜的零件，氣泡附著于零件底部和褶皺處而不易觀察；測試完后需要對工件驚醒清掃干燥處理，無法實現(xiàn)自動、定量側漏。因此，這兩種方法在滿足高精度、高效率的生產(chǎn)需求方面顯得力不從心。檢測技術之比較(

3、1) (1) a a 壓強保持原來的值不變。說壓強保持原來的值不變。說明容器既不漏氣亦不放氣。明容器既不漏氣亦不放氣。(2) (2) b b 壓強開始上升很快后來呈現(xiàn)壓強開始上升很快后來呈現(xiàn)飽和狀。說明主要是放氣。飽和狀。說明主要是放氣。(3) (3) c c 壓強直線上升，說明主要是壓強直線上升，說明主要是漏氣漏氣。(4) (4) d d 壓強開始上升的很快，后來壓強開始上升的很快，后來變得較，但不出現(xiàn)飽和的情況，變得較，但不出現(xiàn)飽和的情況，這是上述兩種情況的綜合，即同這是上述兩種情況的綜合，即同時存在放氣和時存在放氣和漏氣漏氣。判定了真空系統(tǒng)漏氣后，就可以著手尋找漏孔所在的位置，以及漏孔的

4、大小。返回目錄漏孔大小的概念漏孔的大小不是幾何尺寸，真空系統(tǒng)中存在的漏孔通常很小，形狀也很復雜，很難用漏孔的幾何尺寸來表達。漏孔的本質就是漏氣。漏孔的大?。和ǔＮ覀冇寐饴蕘肀磉_。如幾個漏孔大小截面可以不同，但只要漏率（漏氣速率）相等，就認為是完全相同的。返回目錄漏孔大小的表征漏氣速率：一般采用室溫下（20），外部為大氣壓強1.0133*105帕時間單位干燥空氣流過漏孔向真空容器漏入的氣體量來表達： Q Q0 0=V =V P/P/t t漏率的單位有托升/秒，毫托升/秒，半導體工藝中常用大氣壓毫升/秒，冷凍工程常用毫克/年。目前壓強單位已逐步改為帕，相應的漏率單位為 帕米3/秒。返回目錄漏孔大

5、小的影響因素：漏氣率大小的決定因素有： 1)漏孔的幾何尺寸 2)容器外部的壓強 3)氣體的種類 4)溫度以及氣體在漏孔中的流動狀態(tài)等。真空系統(tǒng)檢漏常用的方法有壓力檢漏和真空檢漏兩大類。返回目錄壓力檢漏： 利用壓強差，將被檢測容器充入壓縮空氣（或CO2、HCl等），浸沒在水中（氨水等）或涂上肥皂水，根據(jù)出泡的位置以及時間的長短來判斷漏孔的位置以及大小，僅適用于金屬的真空設備（靈敏度10-2至10-6）返回目錄真空檢漏： 最常用的方法是將被檢測容器抽成真空，在漏孔可疑處用示漏氣體進行探找，有漏孔存在時，示漏物質則經(jīng)過漏孔進入容器，檢測器就發(fā)出信號。常用的有氦質譜檢漏（靈敏度10-810-12）。返

6、回目錄真空系統(tǒng)的極限壓強一個真空系統(tǒng)的抽氣過程可以用下述方程來描述：一個真空系統(tǒng)的抽氣過程可以用下述方程來描述：當抽氣進行了足夠長時間后，當抽氣進行了足夠長時間后， dP/dtdP/dt=0=0時容器壓時容器壓強不再變化，此時即為強不再變化，此時即為極限壓強極限壓強（平衡壓強平衡壓強）。極限壓強為極限壓強為Po=Q/SePo=Q/Se。返回目錄容許漏率u 實際上，漏孔的漏氣足夠小，使得平衡壓強低于真空系統(tǒng)工作所需的壓強，這些漏孔就是允許的。 即u 設平衡時真空系統(tǒng)的抽速為S，抽走的氣體量即為SP平衡，它應該等于漏氣量Q0。故容許漏率為：u 實際上由于任何材料在真空下都要放氣,就消耗掉一部分抽速

7、去抽取這部分氣體。因此為了留有余地，就規(guī)定 為最大允許漏率。圖1 差壓法原理返回目錄差壓法2.2氣密性檢測技術國內外現(xiàn)狀 為了提高檢測精度和效率，實現(xiàn)檢測自動化，目前比較流行的氣密性檢測方法是差壓法，基本原理如圖1所示。被測容器如果有泄漏，必然造成容器內氣體質量的流失，使容器內原有的氣壓減低，通過測量容器內氣體壓力降可以推導出實際容器泄漏的氣體量，以達到檢測氣體泄漏量的目的。泄漏流量與差壓的關系可以用下式表示：返回目錄返回目錄 近年來，國內一些科研機構和廠家也對氣密性檢測儀進行了開發(fā)研制，其中，北京理工大學檢測技術與自動化裝置研究所與北京拓奇星自動化有限公司合作開發(fā)了 ALT系列氣密性檢測儀產(chǎn)

8、品(圖2)，包括直壓保壓式，直壓收集式和差壓并聯(lián)比較式、正負壓一體式、流量式等各種型式，泄漏流量檢測精度高達0.1ml/min，差壓檢測精度高達0.1Pa(檢測精度和測試條件有關)。高精度，高效率，低成本是該系列產(chǎn)品的最大競爭優(yōu)勢，此外儀器界面友好，操作簡單，而且還配備各種通訊接口，具有強大的擴展功能。廣泛應用于各種閥、泵、汽車零部件、管路、發(fā)動機、消聲器等的氣密性檢測。圖2 ALT系列氣密性檢測儀返回目錄用于高壓反應釜的氣密性檢測儀2.3氣密性檢測效率改善方法 基于差壓測量的氣密性檢測技術雖然和傳統(tǒng)的檢測方法相比，提高了檢測效率和自動化程度，但是在有些場合仍然不能滿足生產(chǎn)效率的要求，尤其當被

9、測工件的內容積較大時，為了保證一定的檢測精度，必須保證足夠的充氣時間和平衡時間。因為，在充氣過程中，氣體的溫度會發(fā)生變化，如果充氣時間和平衡時間不足夠長，溫度變化不能穩(wěn)定下來，進入檢測過程時，溫度變化會引起差壓的變化，使檢測精度下降。此時，檢測精度和檢測效率就成為了矛盾的關系。為了提高泄漏檢測效率，國內外一些研究機構分別提出了一些理論和方法，如快速充氣法、溫度補償方法、加裝填充物減少被測工件內容積等方法。這些檢測效率改進措施在實際應用中得到了驗證和發(fā)展。返回目錄 如北京拓奇星自動化有限公司為某變速箱生產(chǎn)廠家提供的氣密性檢測機，通過采用上述效率改善措施后，工作節(jié)拍由原來的每2分鐘1件提高為每1分

10、鐘1件，檢測效率提高了50%。此外，為滿足自動化生產(chǎn)的需要，該公司在氣密性檢測儀的基礎上又開發(fā)出圖3 LTSA30型變速器/離合器殼體氣密性檢測設備返回目錄了各種集上料、封堵、檢測、顯示、報警、卸料等功能于一體的自動化泄漏檢測設備。圖3為北京拓奇星自動化有限公司開發(fā)生產(chǎn)且目前已應用于某變速器生產(chǎn)線的自動化檢漏設備。 上述氣密性檢測技術雖然能夠檢測工件泄漏與否，但不能確定泄漏的具體位置。在某些場合，當工件檢測不合格時，需要將工件放入水槽中，通過水檢的方式確定漏點位置。為了提高檢測效率，新的檢漏機常將氣密性檢測(干式檢漏)與水檢功能復合在一臺設備中。 被測工件進入檢漏機后，首先進行干式檢漏，如果工

11、件合格，則將工件送出。如果工件不合格則自動將工件沉入檢漏機下方的水槽中，進行水檢以確定漏點位置，這樣進一步提高了氣密性檢測的自動化程度和檢測效率。 此外，北京理工大學檢測技術與自動化裝置研究所最近還開展了一項研究工作，即采用紅外攝像儀結合圖像處理技術進行泄漏位置的檢測，其基本原理是向工件中充入比環(huán)境溫度略低的氣體，采用紅外攝像儀拍攝工件外表面的溫度場圖像，如果工件有泄漏，則在溫度場圖像中有奇異點，通過圖像處理技術把該溫度奇異點提取出來即可確定泄漏位置。 該方法和采用水檢確定漏點位置的方法相比，由于不需要對工件進行后續(xù)的干燥清潔處理，可大大提高檢測效率。目前該研究尚處于實驗室階段，預計在不遠的將來即可應用于生產(chǎn)實際。隨著計算機、電子、傳感技術的飛速發(fā)展，泄漏檢測技術的發(fā)展將迎來新的發(fā)展契機。未來的氣密性檢測技術將向高精度、高效率、智能化的方向進一步發(fā)展。返回目錄 現(xiàn)代氣密性檢測設備的廣泛應用也將為保證產(chǎn)品質量、保障生產(chǎn)安全、提高企